UNIVERSITE DE LIEGE
Faculté de Psychologie, Logopédie et Sciences de l'Education
ETUDE DES PROCESSUS VISUO- PERCEPTIFS DANS LE
DEVELOPPEMENT TYPIQUE ET LA PARALYSIE CEREBRALE
Emilie Schmetz
Thèse présentée en vue de l'obtention du titre de Docteur en Sciences Psychologiques et de l’Education
Sous la direction de Laurence Rousselle et de Jean-Jacques Detraux Jury de thèse composé de Koviljka Barisnikov, Elisa Fazzi, Steve Majerus et Jean-
Paul Misson
2017-2018
à Michaël, Eline et Alice
REMERCIEMENTS
Je tiens tout d’abord à remercier mes promoteurs de thèse, le Professeur émérite Jean-Jacques Detraux qui m’a donné l’opportunité de débuter cette thèse et qui me soutient sans relâche depuis le premier jour d’octobre 2008 et la Professeure Laurence Rousselle qui nous a rejoint dans cette aventure cinq ans plus tard. Je vous remercie d’avoir cru en ce projet et de m’avoir suivi et soutenu dans ce travail de très longue haleine.
Je tiens également à remercier les membres de mon comité d’accompagnement de thèse, la Professeure Koviljka Barisnikov pour son soutien, ses remarques pertinentes, sa patience et sa disponibilité et le Professeur Jean-Paul Misson pour son aide et ses encouragements.
Je désire également adresser mes remerciements à la Professeure Fazzi et au Docteur Majerus d’avoir accepté de faire partie de mon jury de thèse.
Je tiens à exprimer ma gratitude à la Fondation belge de la Vocation qui a cru dans mon projet dès 2009 en permettant le financement et la création du matériel d’évaluation. Je remercie également Monsieur Théo Legrand qui a porté mon projet au sein de l’Association Nationale d’Aide au Handicap et au sein des clubs Rotary de Seraing, de Liège Chaudfontaine, de Jemeppe, de Liège Bierset et de Flémalle. Ce soutien financier a permis l’évaluation de tous les enfants. Enfin, j’exprime ma gratitude au Fonds de soutien Marie- Marguerite Delacroix qui a financé deux ans de recherche à temps plein afin de mener ma thèse à son terme.
Je suis extrêmement reconnaissante à tous les enfants et leurs familles pour leur temps, leur disponibilité et leur confiance sans lesquels ce travail n’aurait pas été possible. Je remercie également le CIRICU, le CIMC et le CBIMC pour leur collaboration au cours des années.
Je souhaite également remercier de tout mon cœur Michaël, mon compagnon et Eline et Alice, nos deux filles, pour leur soutien sans faille, leur patience et leur amour qui m’ont permis de tenir durant toutes ces années sans baisser les bras. Merci d’avoir accepté de mettre nos vies entre parenthèses à de nombreux moments, juste pour
mon projet. Je remercie également mes parents et ma famille qui m’ont soutenu sans compter afin que ce projet aboutisse.
Un grand merci à Audrey Maudoux, ma meilleure amie depuis la maternelle, pour son amitié, son soutien et sa disponibilité malgré son doctorat, son post-doctorat et les deux années passées à l’étranger ! Je la remercie également d’avoir été mon modèle, peut-être sans le savoir, pendant nos longues années d’étude.
Je remercie mes amies, Laurie Bricteux, Magali Ngawa et Aurélie Geuquet, pour leur soutien et surtout pour tous ces moments passés ensemble qui ont permis, ne fut-ce qu’un instant d’oublier la thèse et de profiter du moment présent. Merci à vous.
Enfin, mes remerciements vont également à mes collègues du CIRICU et du service de neuropsychologie (elles se reconnaitront sans aucun doute) pour leur soutien et leurs conseils, sans oublier tous ces petits moments qui me permettaient de sortir la tête de ma thèse.
Je fais un dernier petit clin d’œil à Betty Salmon, ma professeure de grec pendant mes études secondaires qui, grâce à ses cours passionnés et passionnants, m’a donné le goût des études et de la persévérance.
Le 8 janvier 2017
TABLE DES MATIERES
GLOSSAIRE 1
INTRODUCTION 7
PREAMBULE 9
PARTIE THEORIQUE 13
CHAPITRE 1 LES PROCESSUS VISUO-PERCEPTIFS 15
DEFINITIONS 15
LES DEUX VOIES D’ANALYSE VISUELLE 17
LES MODELES ADULTES DE RECONNAISSANCE VISUELLE DES OBJETS 19
LES PROCESSUS VISUO-PERCEPTIFS CHEZ L’ENFANT 28
CHAPITRE 2 LA PARALYSIE CEREBRALE 33
DEFINITIONS 33
CLASSIFICATION 35
LES TROUBLES OPHTALMOLOGIQUES 48
LES TROUBLES NEUROVISUELS 51
LES TROUBLES COGNITIFS 57
CHAPITRE 3 LES TROUBLES VISUO-PERCEPTIFS CHEZ LES ENFANTS AVEC
PARALYSIE CEREBRALE 65
CHAPITRE 4 SPECIFICITES DE L’EVALUATION DE L’ENFANT AVEC PARALYSIE
CEREBRALE 71
PARTICULARITES DE L’EVALUATION DES FONCTIONS VISUELLES SUPERIEURES 73
PARTIE EXPERIMENTALE 79
THE BEVPS: A NEW TEST BATTERY TO ASSESS VISUAL PERCEPTUAL AND SPATIAL PROCESSING ABILITIES IN 5-14 YEAR-OLD IN CHILDREN. 87
INTRODUCTION 89
METHODS 96
RESULTS 110
DISCUSSION 118
BASIC VISUAL PERCEPTUAL PROCESSES IN CHILDREN WITH TYPICAL
DEVELOPMENT AND CEREBRAL PALSY: THE PROCESSING OF SURFACE, LENGTH,
ORIENTATION AND POSITION. 125
INTRODUCTION 127
EXPERIMENT 1 131
EXPERIMENT 2 144
GENERAL DISCUSSION 157
APPENDICES 159
OBJECT RECOGNITION IN CHILDREN WITH TYPICAL DEVELOPMENT AND
CEREBRAL PALSY: FOCUS ON INTEGRATIVE PROCESSING. 167
INTRODUCTION 169
EXPERIMENT 1 175
INCOMPLETE FIGURES 182
EXPERIMENT 2 188
GENERAL DISCUSSION 204
APPENDICES 206
VIEW-INDEPENDENT OBJECT REPRESENTATION AND ACCESS TO STORED STRUCTURAL KNOWLEDGE IN CHILDREN WITH TYPICAL DEVELOPMENT AND
CEREBRAL PALSY 213
INTRODUCTION 215
EXPERIMENT 1 219
EXPERIMENT 2 232
GENERAL DISCUSSION 247
APPENDICES 249
DISCUSSION GENERALE 255
SYNTHESE DES RESULTATS 257
LABEVPS : OUTIL D’EVALUATION DES PROCESSUS VISUO-PERCEPTIFS, INTERETS, LIMITES ET
UTILISATION CLINIQUE. 261
LE DEVELOPPEMENT TYPIQUE DES PROCESSUS VISUO-PERCEPTIFS 268
AU SEIN DE LA PARALYSIE CEREBRALE, 274
INFLUENCE DES DIFFERENTES CARACTERISTIQUES SUR LES PROCESSUS VISUO-PERCEPTIFS 278
IMPLICATIONS CLINIQUES 287
LIMITES ET PERSPECTIVES 295
CONCLUSION 297
BIBLIOGRAPHIE 299
GLOSSAIRE
GLOSSAIRE
Figure 1. Schéma des voies visuelles pré-chiasmatiques (fonctions ophtalmologiques) et post-chiasmatiques (fonctions neurovisuelles) (Farge, 2012)
Champs visuels : étendue de l’espace perçu par le regard lorsque les yeux sont fixes droits devant. Cet espace perçu est de 180° sur le plan horizontal, de 45-50° vers le haut et de 60-80° vers le bas. Les atteintes des champs visuels dépendent de la topographie des atteintes des voies visuelles post-chiasmatiques telles que présentées au sein de la figure ci-dessus.
Cognition visuelle : troisième composant des fonctions neurovisuelles, incluant les fonctions cognitives permettant la sélection (attention sélective visuelle et exploration visuelle) et le traitement des informations visuelles (traitements visuo-perceptifs et visuo-spatiaux)
Fonctions neurovisuelles : ces fonctions dépendent des voies visuelles post- chiasmatiques et impliquent trois niveaux de traitement différents : les champs visuels et l’oculomotricité permettant la saisie des informations visuelles et la cognition visuelle permettant le traitement de ces informations visuelles.
Fonctions oculaires : fonctions ophtalmologiques, fonctions liées à l’intégrité de l’œil.
Elles incluent la réfraction oculaire (déviation du rayon lumineux qui traverse l’œil avant de converger vers la rétine) dont les troubles sont la myopie, l’hypermétropie et l’astigmatisme ; les axes visuels dont l’absence de parallélisme provoque le strabisme ; et la motilité oculaire permettant le déplacement des yeux de manière coordonnée au sein des différents quadrants.
Fonctions visuelles supérieures : Elles comprennent les fonctions cognitives permettant la sélection (attention sélective visuelle et exploration visuelle), le traitement (traitements visuo-perceptifs et visuo-spatiaux) et l’utilisation (guidance visuelle du mouvement) des informations visuelles afin d’interagir avec l’environnement.
Guidance visuelle du mouvement : ensemble de processus, dépendant de la voie du comment, qui utilisent les informations visuelles perceptives et spatiales afin d’interagir correctement avec l’environnement et les différents objets qui le composent. Ces processus comprennent d’une part l’intégration visuo-motrice et d’autre part les traitements visuo-constructifs.
Intégration visuo-motrice : processus permettant l’utilisation des données visuelles pour la préparation et le contrôle des mouvements et des gestes tels que l’atteinte et la saisie d’objets avec la main dont l’ouverture des doigts est adaptée à la taille de ces objets, l’atteinte de ces objets en évitant de heurter les autres objets de l’environnement en déplaçant uniquement le bras et la main ou le corps entier, ou encore la coordination du geste pour la réalisation de tracés sous contrôle visuel.
Oculomotricité : coordination des muscles oculaires pour une utilisation fonctionnelle du regard, incluant la fixation (capacité de maintenir son regard à un endroit déterminé), l’exploration visuelle (le regard se porte dans les différents quadrants visuels), les saccades oculaires (orientation rapide du regard pendant laquelle les yeux sautent de la fixation d’un objet à la fixation d’un autre objet) et la poursuite oculaire (maintien de la fixation sur un objet en mouvement).
Processus visuo-attentionnels : ces processus incluent d’une part les capacités d’attention sélective visuelle permettant la discrimination des informations pertinentes parmi des distracteurs, et d’autre part les capacités d’exploration visuelle permettant l’analyse des différents quadrants visuelles afin de sélectionner les informations pertinentes.
Reconnaissance : ensemble des processus dépendant de la voie occipito-temporale
« ventrale » (voie du quoi), permettant d’accéder à l’identité de l’objet présenté visuellement, d’une part grâce aux processus perceptifs menant à la construction d’un percept(ce que nous dénommerons processus visuo-perceptifs tout au long de ce travail de thèse) et d’autre part grâce aux processus associatifs qui font le lien entre ce percept et l’ensemble des connaissances (structurales, sémantiques et phonologiques) stockées en mémoire à long terme.
Traitements perceptifs : ensemble de processus permettant l’analyse des informations visuelles, d’une part grâce aux processus de reconnaissance permettant d’établir leur identité complète et d’autre part grâce aux traitements visuo-spatiaux permettant d’établir leur localisation et orientation dans l’espace.
Traitements visuo-constructifs : processus permettant la reproduction d’un modèle en deux ou trois dimensions grâce au graphisme ou la manipulation et l’assemblage de différents types de pièces afin de construire le modèle présenté. Ces processus nécessitent donc une étape d’intégration des différentes informations visuelles préalable à l’étape de production motrice.
Traitements visuo-spatiaux : ensemble de processus dépendant de la voie occipito- pariétale « dorsale » (voie du où) permettant d’établir la localisation et l’orientation dans l’espace des objets mais aussi de déterminer à quelle distances ces objets sont placés par rapport à notre corps et par rapport aux autres objets présents dans l’environnement.
INTRODUCTION
PRÉAMBULE
La vision joue un rôle essentiel dans le développement moteur, cognitif, émotionnel et social de l’enfant dès son plus jeune âge (Guzzetta, Mercuri, & Cioni, 2001).
L’ensemble des processus visuels sont impliqués dans la mise en place du contrôle postural et gestuel, dans les interactions sociales (échanges d’informations non verbales, reconnaissance des visages et des émotions) et dans la construction des représentations spatiales dès les premiers déplacements. Durant la scolarité, ces processus visuels sont également impliqués dans l’apprentissage de la lecture (identification des mots et suivi des lignes), de l’écriture (coordination des mouvements des yeux et de la main) et des mathématiques (dénombrement, calcul écrit, comparaison des quantités et géométrie).
Ces processus visuels, pourtant essentiels au développement, peuvent être atteints à des degrés divers chez les enfants présentant des troubles neuro-développementaux tels que la paralysie cérébrale (Stiers, De Cock, & Vandenbussche, 1999), l’épilepsie (Bouis, Cavézian, & Chokron, 2011), la prématurité (Larroque et al., 2008) et les syndromes génétiques comme le syndrome de Williams (Thibaut & Fayasse, 2009) ou la micro-délétion 22q11.2 (Oskarsdóttir, Belfrage, Sandstedt, Viggedal, & Uvebrant, 2005). On parle alors de troubles neurovisuels (en anglais : Cerebral Visual Impairment, CVI).
Les enfants avec paralysie cérébrale (PC) sont particulièrement vulnérables aux troubles neurovisuels car ils partagent des étiologies communes dont les plus fréquentes sont les épisodes d’hypoxie néonatale et la prématurité. Le profil cognitif des enfants atteints de PC est généralement marqué par des troubles visuo-perceptifs importants. Les difficultés scolaires qui en résultent sont bien connues : ces enfants montrent fréquemment des difficultés de perception et d’intégration des informations visuelles présentées en classe (ex. orientation des lignes, reconnaissance des formes et des caractères), de construction d’une représentation dans l’espace, d’imagerie mentale et d’interprétation des schémas et graphiques (Mazeau & Lostec, 2010).
L’apprentissage des gestes de la vie quotidienne (utiliser des couverts, s’habiller) est souvent laborieux et est marqué par un retard et une maladresse persistante.
La pathologie perceptive visuelle d’origine cérébrale de ces enfants s’aggrave avec les expériences visuelles et motrices pathologiques accumulées au cours du temps. Ils en viennent à développer une représentation de leur environnement très différente de celle des enfants au développement typique, laquelle est à l’origine de nombreuses difficultés dans leur vie quotidienne et dans leur parcours scolaire. Leurs difficultés visuo-perceptives sont donc profondément ancrées dans leur développement et conditionnent les apprentissages futurs (Zabalia, 2004). Une meilleure connaissance des troubles visuo-perceptifs est donc cruciale pour parvenir à repérer le plus tôt possible les difficultés de ces enfants. Mieux les comprendre devrait permettre de mieux cibler les prises en charge et de justifier les aménagements à mettre en place au cours de leur scolarité. À l’heure actuelle, la littérature fait état d’un manque de consensus quant à la nature des processus de traitement visuo-perceptif. La diversité des conceptions se traduit non seulement par une importante hétérogénéité au niveau de la terminologie utilisée pour qualifier les troubles mais également au niveau de la manière dont les processus de traitement sont opérationnalisés dans les évaluations.
La façon dont s’articulent les traitements perceptifs et moteurs demande également à être clarifiée. A l’heure actuelle et en l’absence de cadre théorique unifié, il est donc difficile de dresser un tableau clair des troubles visuo-perceptifs chez les enfants avec paralysie cérébrale.
Dans ce contexte, l’objectif principal de ce travail de thèse est de contribuer à définir plus précisément les troubles visuo-perceptifs présents chez les enfants avec paralysie cérébrale grâce au développement d’une batterie de tests spécifiquement adaptée à leurs pathologies neuro-motrices. De plus, le développement typique de ces processus est mis en évidence afin de comparer le fonctionnement de ces processus dans le développement typique et atypique.
Ce travail de thèse s’articule donc en deux parties.
La première partie a pour objectif de présenter la Batterie d’Evaluation des fonctions Visuo-Perceptives et Spatiales chez l’enfant (BEVPS). Cette batterie a été créée au début de la thèse dans le but de pouvoir étudier distinctement les différents processus visuo-perceptifs chez les enfants présentant une pathologie neuro-motrice. Dans cet objectif, les modes de réponses motrice et orale et les consignes orales sont simplifiés, les temps de présentation des stimuli visuels ne sont pas limités et la cotation est réalisée sur base de scores spécifiques à chaque processus et non pas sous la forme de quotient global. Plus précisément, l’étude 1 présente les différents tests de la BEVPS et leur validité au sein d’un échantillon d’enfants au développement typique.
L’objectif de la deuxième partie de cette thèse est double. D’une part, nous avons voulu définir le développement typique des différents processus visuo-perceptifs évalués grâce aux tests de la BEVPS. D’autre part, nous avons cherché à déterminer dans quelle mesure les enfants avec paralysie cérébrale présentent des déficits spécifiques ou globaux en comparaison avec des pairs au développement typique et si les trajectoires développementales des enfants avec PC montrent un retard développemental, persistent ou non. L’étude 2 a permis l’évaluation des caractéristiques visuelles de base (longueur, surface, orientation et position), l’étude 3 a évalué les processus intégratifs (discrimination figure-fond, groupement perceptif, traitement local-global), c’est-à-dire les représentations de l’objet dépendantes du point de vue et l’étude 4 a examiné les processus transformatifs incluant les représentations indépendantes du point de vue (constance d’objets) et l’accès aux représentations structurales stockées en mémoire (décision d’objets).
Néanmoins, nous proposons une synthèse théorique des recherches réalisées dans ces différents domaines avant de présenter la partie expérimentale de ce travail.
PARTIE THEORIQUE
Basée en partie sur l’article
« Le point sur les processus visuo-perceptifs chez les enfants atteints de paralysie cérébrale »
Schmetz E., Rousselle L.
Revue de Neuropsychologie 2016 ; 8 (2) : 137-49
CHAPITRE 1 LES PROCESSUS VISUO-
PERCEPTIFS
L’objectif de ce chapitre est d’introduire le concept de processus visuo-perceptifs en partant de leur définition et de leurs différentes terminologies. Nous aborderons ensuite les modèles théoriques de référence chez l’adulte et les représentations qui en découlent chez les enfants.
DÉFINITIONS
La perception visuelle est la capacité à interpréter son environnement immédiat grâce à l’analyse des informations provenant de la lumière et transmises des yeux jusqu’au cerveau (Dutton, 2015). Dans son acceptation plus restreinte, les processus visuo- perceptifs sont impliqués dans la détection, le traitement et la reconnaissance des éléments visuels et sont pris en charge par la voie ventrale, occipito-temporale (Chaix
& Albaret, 2014; Chokron, 2015; Humphreys & Riddoch, 1987b; Irani, 2011; Mazeau &
Pouhet, 2014). Dans ce cadre, de nombreux auteurs s’accordent pour dire que les processus visuo-perceptifs impliquent deux étapes : les processus perceptifs et les processus associatifs des éléments visuels (Chokron, 2015; Humphreys & Riddoch, 1987b; Mazeau & Pouhet, 2014; Stiers et al., 2001).
Néanmoins, d’autres auteurs parlent des traitements visuo-perceptifs dans une acception beaucoup plus large, et utilisent cette terminologie pour désigner non seulement les processus de reconnaissance des objets mais aussi les traitements
visuo-spatiaux, visuo-constructifs et visuo-moteurs (Fazzi et al., 2004, 2009; Stiers et al., 2001; Stiers, Vanneste, Coene, & Vandenbussche, 2002).
Malgré l’importante hétérogénéité des conceptions et de la terminologie utilisée par les différents auteurs pour qualifier les processus visuo-perceptifs, les troubles de la reconnaissance visuelle reflètent pour tous une incapacité à analyser et intégrer les informations visuelles (Chokron, Cavézian, & de Agostini, 2010; Fazzi et al., 2004;
Mazeau & Pouhet, 2014; Stiers et al., 2001). Plus spécifiquement, les dysgnosies, en référence aux agnosies visuelles chez l’adulte (Righi & Tarr, 2011), sont définies par Mazeau & Pouhet (2014) comme un trouble développemental de la reconnaissance d’éléments visuels tels que les objets, les images, les visages et les signes conventionnels écrits. Néanmoins, cette terminologie n’est pas partagée par les autres auteurs (Chokron et al., 2010, 2015 ; Fazzi et al., 2004, 2007). Si la définition des troubles de la reconnaissance visuelle fait l’objet d’un consensus relatif dans la littérature, les troubles visuo-perceptifs, aussi appelés troubles de la cognition visuelle par Chokron (2015), peuvent renvoyer à des significations différentes selon les auteurs.
En effet, pour Chokron (2010), les troubles de la cognition visuelle recouvrent, isolément ou en association, des déficits d’attention et d’exploration visuelle, des troubles de la reconnaissance visuelle et/ou des atteintes des traitements visuo- spatiaux et visuo-moteurs mais n’intègrent pas les troubles visuo-constructifs. Fazzi (2004, 2007, 2009) est encore plus restrictive puisqu’elle exclut aussi les déficits d’attention visuelle et d’exploration visuelle de sa définition des troubles visuo- perceptifs.
En revanche, pour Stiers (2001, 2002), les troubles visuo-perceptifs englobent les troubles de la reconnaissance visuelle, les déficits visuo-spatiaux et visuo-constructifs mais ne comprennent pas les troubles visuo-moteurs. Chaix et Albaret (2014) intègrent les quatre types de troubles, visuo-perceptifs, visuo-spatiaux, visuo-moteurs et visuo- constructifs au sein de leur conceptualisation « troubles des habiletés non verbales ».
Enfin, Dutton (2015), sous l’appellation « troubles de la cognition visuelle », englobe les troubles des processus de reconnaissance des objets et des processus visuo-spatiaux, troubles consécutifs à des lésions ou des dysfonctionnements des deux voies visuelles, ventrale et dorsale.
LES DEUX VOIES D’ANALYSE VISUELLE
La vision possède deux fonctions principales. D’une part, la vision pour la perception permet la reconnaissance et l’identification des objets, des personnes et des scènes naturelles et dépend de la voie ventrale, occipito-temporale. D’autre part, la vision pour l’action permet le guidage visuel des actions grâce à l’analyse des informations visuo- spatiales et la planification visuo-motrice. Elle dépend de la voie dorsale, occipito- pariétale (Milner & Goodale, 2008). Ces deux fonctions visuelles sont coordonnées dans les tâches de la vie quotidienne mais sont fréquemment dissociées en cas de lésions cérébrales congénitales ou acquises (Gunn et al., 2002; Jeannerod & Jacob, 2005; Riddoch et al., 2004; Van Braeckel et al., 2008).
La voie ventrale (voie du Quoi) transforme les inputs visuels en représentations perceptives. Ces représentations perceptives prennent en compte les caractéristiques des objets et leurs relations spatiales et restent stables malgré les transformations spatiales et temporelles des objets et des scènes visuelles. Elles sont construites après les étapes de ségrégation d’une scène visuelle en ses différents constituants (dont les objets) et de répartition des caractéristiques visuelles à chacun des objets présents au sein de cette scène. Elles permettent l’identification de l’objet grâce à leur appariement avec les représentations stockées en mémoire. La voie ventrale représente donc le monde visuel grâce à un cadre de référence indépendant du point de vue, permettant ainsi une prise de conscience de la structure constante du monde visuel. Les caractéristiques et les significations des objets y sont encodés par rapport à eux- mêmes et aux objets extérieurs (Bruno & Paolo Battaglini, 2008; Creem & Proffitt, 2001; Jeannerod & Jacob, 2005; Milner, Goodale, & Vingrys, 1995).
La voie dorsale permet la localisation des objets dans l’environnement (voie du Où) et la guidance visuelle du mouvement (voie du Comment). Elle n’est donc pas uniquement impliquée dans la vision pour l’action mais également pour la discrimination et la localisation des cibles orientées. La voie dorsale utilise les informations visuelles disponibles (localisation, orientation et taille des objets) qu’elle transforme en coordonnées égocentriques (par rapport à l’observateur) pour programmer et contrôler les mouvements nécessaires pour mener cette action à bien, mais n’intervient pas dans la sélection des actions appropriées. Les observateurs et les objets restent rarement statiques les uns par rapport aux autres, les coordonnées
égocentriques changent donc continuellement. Les informations de l’objet cible doivent donc être analysées en temps réel (ici et maintenant) au moment précis où les mouvements sont réalisés (Bruno & Paolo Battaglini, 2008; Creem & Proffitt, 2001;
Milner & Goodale, 2008; Milner et al., 1995).
Les voies ventrale et dorsale utilisent les mêmes objets, les mêmes informations spatiales mais elles les transforment différemment, dans des buts distincts. Ces deux voies visuelles sont intégrées fonctionnellement dans la reconnaissance des objets, indépendante du point de vue grâce à l’utilisation d’informations en trois dimensions, extraites via la voie dorsale mais exploitées par la voie ventrale. L’intégration de ces caractéristiques élémentaires grâce aux deux voies visuelles permet au percept d’exister en tant qu’entité ayant du sens. Différents cadres de référence sont requis pour représenter les objets en fonction des buts de l’observateur à la fois dans la voie dorsale pour sa préhension et dans la voie ventrale pour son identification. Les caractéristiques extrinsèques de l’objet (par exemple : sa position dans l’espace) sont représentées dans des coordonnées égocentriques en lien avec la position de l’observateur, alors que les caractéristiques intrinsèques de cet objet (par exemple : sa taille) sont représentées dans des coordonnées centrées sur l’objet lui-même, indépendantes de l’observateur. Enfin, la modalité temporelle joue également un rôle important dans le traitement des informations. En effet, la réalisation d’une action nécessite des mises à jour continuelles du cadre de référence égocentrique alors que la reconnaissance des objets se base sur des représentations invariables de ces objets (Creem & Proffitt, 2001; Farivar, 2009; Jeannerod & Jacob, 2005; Milner et al., 1995).
LES MODÈLES ADULTES DE RECONNAISSANCE VISUELLE DES OBJETS
Le modèle de Marr et Nishihara (1978)
Ce modèle sériel et hiérarchique comprend trois niveaux d’analyse qui aboutissent à une description des différentes parties de l’objet et de leur organisation relative dans un cadre de référence centré sur l’objet lui-même. Cette description constitue le format de représentation de l’objet en mémoire à long terme. La reconnaissance visuelle de l’objet a lieu quand cette description perceptive peut être appariée à une représentation mnésique.
Pendant l’ébauche primitive (primal sketch), les bords de l’objet deviennent explicites sur base des caractéristiques de surface, grâce à la description des discontinuités de l’intensité lumineuse en termes de coins, d’orientations des bords, d’intersections, de textures et de couleurs.
Ensuite, la représentation de l’objet en 2D½, centrée sur l’observateur, permet une organisation plus élaborée de ces caractéristiques. Néanmoins, cette représentation correspond à la surface visible de l’objet dans une position donnée par rapport à l’observateur. Elle varie donc en fonction des déplacements de l’observateur autour de lui.
Enfin, la représentation de l’objet en 3D est centrée sur l’objet et non plus sur l’observateur. De ce fait, la description de l’objet est réalisée dans son propre système de coordonnées, permettant ainsi la construction d’un modèle 3D. Ce modèle permet de structurer l’objet en composantes volumétriques (dénommés cônes généralisés) dont l’arrangement spatial ne peut représenter qu’un seul objet. La description de l’axe principal de l’objet fournit des informations sur la taille et l’orientation de la forme globale. Ensuite, la description des composantes principales spécifie leur forme, longueur et épaisseur et l’arrangement spatial des axes de ces composantes. La reconnaissance de l’objet est définie comme l’appariement entre le modèle 3D construit avec les cônes généralisés et un des modèles 3D stockés en mémoire à long terme (Bruce, Green, & Bruyer, 1993; Marr, 1982; Marr & Nishihara, 1978).
La force de ce premier modèle de reconnaissance visuelle des objets résidait dans sa proposition computationnelle d’ensemble car elle s’accompagnait de suggestions algorithmiques spécifiant la nature des traitements dont certaines ont été simulées sur ordinateur. Néanmoins, le passage de la représentation 2D½ à la représentation 3D et la représentation 3D ne sont pas très bien spécifiées et n’ont donc pas été décrites au niveau algorithmique.
Le modèle de Biedermann (1987)
Ce modèle computationnel de reconnaissance d’objets par les composantes (nommé
« Recognition By Components » en anglais) postule l’existence de composantes volumétriques (ci-après dénommés géons) communes à tous les objets. Vingt-quatre géons seraient suffisant pour décrire tous les objets existants. Ils sont déterminés par quatre formes principales (cône, cylindre, cube, coin), par les variations métriques de chacune de ces formes et par le croisement de quatre dimensions spatiales qualitatives (l’axe du géon, la section des contours, la symétrie de la forme ou encore les modifications de taille de la forme). Les relations spatiales entre les géons ne sont donc pas codées en termes métriques mais en termes de relations catégorielles telles que
« au-dessus », « en-dessous » ou encore « à côté de ». Chaque objet peut donc être décomposé en parties invariables et possède une description structurale unique des géons, aucun autre objet ne partageant la même structure. De ce fait, il n’est pas nécessaire de les extraire tous mais seulement certains d’entre eux pour reconnaître un objet car il existe une forte probabilité que les géons extraits et leur arrangement spatial spécifique ne soient présents que dans un seul objet.
L’identification des objets se produit quand la nature et l’organisation spatiale des géons mises en évidence peuvent être appariées aux modèles structuraux en 3D des objets stockés en mémoire à long terme. Chaque objet est donc représenté en mémoire à long terme par un modèle structural qui explicite à la fois son axe principal, ses composantes, leurs tailles relatives, leurs orientations et leurs articulations.
L’identification des objets n’est donc pas affectée par des modifications de leur orientation, de leur taille ou de leur position spatiale car les propriétés structurales se conservent pendant le passage de la description en deux dimensions à la modélisation en trois dimensions, elles sont donc indépendantes du point de vue. Ces propriétés
d’invariance spatiale garantissent que pour un objet donné, quelque soit le point de vue, la même description structurale de géons est activée et que leur arrangement spatial n’est pas modifié.
Les apports de ce modèle sont l’implémentation sur ordinateur, tout comme le modèle de Marr et Nishihara (1978), et les différents arguments expérimentaux généraux. Ces arguments comprennent l’invariance spatiale, la rapidité et la résistance au bruit de la reconnaissance et enfin l’importance des différentes composantes volumétriques dans la reconnaissance visuelle des objets. Néanmoins, comme le modèle de Marr et Nishihara (1978), ce modèle n’a qu’une portée limitée. Il ne permet la reconnaissance que des catégories de base des objets à partir des configurations spécifiques de leurs constituants (par exemple : distinguer une vache d’un cheval) mais n’explique pas comment l’humain parvient à des distinctions beaucoup plus subtiles entre différents exemplaires d’une même catégorie d’objets partageant des configurations similaires (par exemple : distinguer deux chevaux). En effet, l’extraction des composantes volumétriques est basée uniquement sur des indices structuraux en 2 dimensions (les jonctions et les contours) et ne prend pas en considération les indices de texture, de mouvement et d’ombre, indices nécessaires à la détection des volumes pour les objets naturels (vivants) (Biederman, 1987; Boucart, Marendaz, Rousset, & Charnallet, 2003;
Peterson, 2004).
Le modèle de référence d’Humphreys et Riddoch
D’un point de vue historique, Lissauer (1890, cité par Humphreys & Riddoch, 1987a) a scindé la reconnaissance visuelle des objets en deux niveaux de traitements spécifiques, les traitements perceptifs et les traitements associatifs. Les premiers peuvent être définis comme le traitement des propriétés visuelles de l’objet dans le but de construire une représentation de sa forme. Les seconds peuvent être définis comme l’accès à la signification des images dans le but de dénommer cet objet. Cet accès provient de l’association des représentations visuelles prototypiques élaborées lors des étapes du traitement perceptif, avec les connaissances structurales et sémantiques stockées en mémoire à long terme au cours des rencontres antérieures avec cet objet.
Le modèle d’Humphreys et Riddoch (1987b), tout comme les modèles de Marr et Nishihara (1978) et de Biedermann (1987), suppose donc que l’accès à la signification
d’un objet se fait par l’activation d’une représentation abstraite, stockée en mémoire sémantique, grâce à l’appariement avec le percept construit. Ce modèle hiérarchique a été le premier modèle de reconnaissance visuelle des objets basé sur la neuropsychologie cognitive et a donc été élaboré sur base d’une longue série d’études de cas avec des adultes cérébro-lésés présentant différents types de troubles de reconnaissance des objets depuis les années 1970.
Etudes de cas
Warrington et Taylor (1978) ont mis en évidence que les processus impliqués dans le traitement visuel des objets peuvent être scindés en fonction de la localisation de la lésion cérébrale. La description épisodique et abstraite de l’objet (constance d’objets) est altérée chez les patients avec lésion de l’hémisphère droit mais est préservé chez les patients avec lésion de l’hémisphère gauche. A l’inverse, l’accès aux connaissances sémantiques est intact chez les patients avec lésion droite mais déficitaire chez les patients avec lésion gauche. L’étude de ces patients avec lésion latéralisée a donc permis la mise en évidence d’une dissociation claire entre les processus perceptifs permettant la construction d’un percept et les processus associatifs permettant l’appariement de celui-ci avec les connaissances stockées en mémoire.
Au sein des processus perceptifs, différentes études sur le traitement des caractéristiques ont mis en évidence que les différentes dimensions de l’objet sont codées indépendamment l’une de l’autre et donc traitées distinctement. L’analyse de la luminosité peut être altérée alors que celle de la couleur se réalise normalement (Heywood, Wilson, & Cowey, 1987). Le codage de la couleur peut être altéré alors que celui du mouvement se réalise sans difficulté (Humphreys & Riddoch, 1987a). Enfin, l’analyse de la texture peut être altéré alors que celle de la forme se déroule normalement (Battelli, Casco, & Sartori, 1997).
La combinaison de ces caractéristiques en un percept cohérent peut également être altérée spécifiquement ou en association avec d’autres déficits, notamment en cas de syndrome de Balint (Friedman-Hill, Robertson, Treisman, & others, 1995) ou de lésions des régions pariétales (Ward, Danziger, Owen, & Rafal, 2002). Dans le premier cas, les caractéristiques de plusieurs objets vont être combinées de manière inappropriée comme s’il s’agissait d’un seul et même objet, alors que dans le second cas, les caractéristiques d’un même objet ne sont pas assignées aux dimensions appropriées.
Toujours au sein des processus perceptifs, Humphreys et Riddoch (1987a) ont mis en évidence avec leur patient HJA atteint d’agnosie intégrative, la présence d’une dissociation entre la combinaison de ces caractéristiques basiques de la forme (préservée en cas d’agnosie intégrative) et le groupement perceptif des différentes parties en un tout cohérent (altéré en cas d’agnosie intégrative). Behrmann & Kimchi (2003) ont confirmé l’existence de cette dissociation qui distingue d’une part les traitements des caractéristiques et d’autre part les processus intégratifs au sein du traitement de l’objet. Au sein des processus intégratifs, Shalev & Humphreys (2002) et Riddoch & Humphreys (2004) ont révélé la présence d’une dissociation au sein du traitement global-local chez les patients atteints d’agnosie intégrative, le traitement local est altéré alors que le traitement global est préservé.
La construction d’une représentation de l’objet indépendante du point de vue, dernier niveau de traitement au sein des processus perceptifs, peut être altérée de différentes manières en fonction du type et de la localisation de la lésion cérébrale. L’appariement d’objets présentés sous différents points de vue peut être altéré quand l’axe principal de l’objet est modifié (raccourci ou déformé) ou à l’inverse cet appariement peut être altéré quand les caractéristiques prototypiques de l’objet sont masquées (Humphreys &
Riddoch, 2006).
D’autres études menées également avec des patients atteints d’agnosie intégrative (Butter & Trobe, 1994; De Renzi & Lucchelli, 1993; Humphreys & Riddoch, 1987a) ont mis en évidence l’altération de la discrimination figure-fond et du groupement perceptif et la préservation de l’accès aux connaissances stockées en mémoire à long terme (représentations structurales et sémantiques), cette dissociation permet à nouveau de distinguer les processus perceptifs et associatifs.
Au sein des processus associatifs, de nombreux auteurs (Fery & Morais, 2003; Hillis &
Caramazza, 1995; Humphreys, Price, & Riddoch, 1999; Humphreys & Riddoch, 1987a;
Sheridan & Humphreys, 1993; Stewart, Parkin, & Hunkin, 1992) ont mis en évidence un déficit d’accès aux connaissances sémantiques par la modalité visuelle alors que cet accès est préservé en modalité auditivo-verbale.
De plus, même si l’accès aux connaissances sémantiques est altéré, l’accès aux connaissances structurales (caractéristiques physiques) est préservé, ce qui signifie que l’accès aux connaissances stockées en mémoire à long terme est divisé en deux systèmes distincts et indépendants.
La figure 1 représente donc le modèle de Humphreys et Riddoch sur base de ces différentes études de cas qui ont mis en évidence des dissociations entre les traitements des caractéristiques et les traitements de l’objet mais également entre les différents processus composant chaque niveau de traitement.
Hiérarchisation des traitements visuo-perceptifs
Ce modèle hiérarchique consiste en une succession de plusieurs niveaux de traitement. Le monde visuel est tout d’abord décomposé en caractéristiques visuelles distinctes qui vont être combinées par la suite en un percept cohérent de l’objet.
Humphreys et Riddoch (2006) distinguent le traitement des caractéristiques incluant le codage puis la combinaison de ces caractéristiques et le traitement de l’objet menant à une représentation complète de l’objet. Ce traitement de l’objet comprend les processus intégratifs permettant la création d’une représentation de l’objet dépendante du point de vue, les processus de transformation permettant la création d’une représentation de l’objet indépendante du point de vue et l’accès aux connaissances stockées en mémoire à long terme.
Au sein du traitement des caractéristiques, le codage de ces caractéristiques comprend la détection et l’analyse des différentes dimensions des objets dont la forme, la couleur, le mouvement, la profondeur, ou encore la texture. Concernant plus spécifiquement la forme, le traitement des traits géométriques locaux permettent de déterminer les caractéristiques physiques de ces formes (longueur, taille, orientation,…) et l’existence de bords, de courbes et de contours rectilignes de l’objet.
Figure 1. Modèle de reconnaissance visuelle de Humphreys & Riddoch (1987,2006)
Ce niveau correspond au « primal sketch » de Marr et Nishihara (1978). La combinaison des différentes dimensions et des traits locaux va ensuite permettre de générer la perception d’un monde visuel cohérent grâce à différents processus s’influençant mutuellement. Ces processus sont la synchronisation temporelle (les caractéristiques vont ensemble car elles sont présentes en même temps), l’attention spatiale (les caractéristiques vont ensemble car elles sont présentes au même endroit), et le processus de co-localisation (les caractéristiques des différentes dimensions sont encodées dans une représentation spatiale commune).
Au sein du traitement de l’objet, les processus intégratifs permettent l’élaboration d’une description de l’objet dépendante du point de vue ou centrée sur l’observateur. A ce niveau, correspondant à la représentation en 2D ½ de Marr et Nishihara (1978), la profondeur et l’orientation des surfaces locales de l’objet sont représentées en termes de distances locales de chaque point par rapport à l’observateur. Ces processus intégratifs permettent donc le codage des relations entre les traits détectés au sein du traitement des caractéristiques, la coordination des éléments locaux et des éléments de la forme globale en un « tout perceptif structuré ». Ils comprennent trois processus distincts, la discrimination figure-fond, le groupement perceptif et le traitement local- global. La discrimination figure-fond est définie comme la perception des différentes parties qui composent un objet comme appartenant au même ensemble tout en ignorant les éléments appartenant à d’autres objets.
Le groupement perceptif est fondé sur les relations de continuité, de colinéarité et de clôture définis par la théorie Gestalt. Il permet le regroupement et l’intégration des caractéristiques perceptives élémentaires afin de créer des formes identifiables et cohérentes. Le traitement global-local mène à la formation de représentations globales et de représentations basées sur les détails et permet de coder indépendamment les caractéristiques globales et locales des objets.
Les processus de transformation permettent la construction d’une représentation de l’objet invariante, tridimensionnelle et indépendante du point de vue de l’observateur.
Ce niveau, correspondant à la représentation de l’objet en 3D de Marr et Nishihara (1978), aboutit à la description épisodique et abstraite de l’objet et donc à la constance d’objets. Humphreys et Riddoch (2006) considèrent ce niveau d’analyse comme une étape optionnelle, non obligatoire dans l’identification courante des objets, qui n’est
réalisée que quand la situation l’exige, dans le cas d’une représentation non conventionnelle de l’objet impliquant la modification de son axe principal ou l’absence des caractéristiques prototypiques.
Enfin, l’accès aux connaissances stockées en mémoire à long terme est le dernier processus inclus dans le traitement de l’objet et est divisé en deux niveaux de représentations. En premier lieu, le produit du traitement perceptif doit être apparié à une représentation structurale qui spécifie les caractéristiques physiques perceptives de l’objet (connaissances stockées de la forme), grâce à l’activation de la représentation qui lui correspond (sentiment de familiarité, impression de déjà vu). En deuxième lieu, le percept doit être apparié à une représentation sémantique comprenant toutes les caractéristiques composant le sens de l’objet (fonction, catégorie, contexte). En dernier lieu, l’accès à la description phonologique de l’objet en mémoire à long terme permet sa dénomination.
Néanmoins, au sein des processus pré-sémantiques, l’accès aux représentations structurales est associé aux traitements associatifs, car même si la description de l’objet indépendante du point de vue (la constance d’objet) est d’abord influencée par les caractéristiques perceptives du stimulus, les connaissances stockées de la forme (caractéristiques physiques connues) jouent un rôle dans le traitement des objets vus sous différentes perspectives. La reconnaissance des objets indépendamment du point de vue de l’observateur est basée sur les représentations épisodiques de la forme qui sont abstraites des différents points de vue à chaque fois que l’objet est vu et qui sont stockées en mémoire.
Cependant, les représentations structurales soutiennent l’abstraction des représentations épisodiques, d’autant plus que l’objet est perçu dans une orientation éloignée de sa présentation prototypique. Plus un objet est présenté de manière ambiguë, plus l’accès aux représentations structurales est nécessaire pour la réalisation de la constance d’objets (Humphreys & Riddoch, 1987b; Riddoch et al., 2008).
Le modèle de Humphreys et Riddoch (1987; 2006) demeure la conceptualisation la plus utilisée et celle qui donne la description la plus complète de la reconnaissance visuelle des objets à l’heure actuelle. Néanmoins, ce modèle, rivé sur les processus de reconnaissance, ne laisse qu’une place très limitée aux processus visuo-spatiaux. Au
sein des traitements perceptifs précoces, ce modèle aborde la discrimination des composantes élémentaires de localisation et d’orientation mais à aucun moment n’aborde ni n’explique la manière dont les individus traitent la position des éléments (objets) dans l’espace, ni leur disposition les uns par rapport aux autres et par rapport à l’individu. En outre, la façon dont s’articulent les traitements visuo-perceptifs avec les traitements visuo-moteurs et visuo-constructifs n’est pas spécifiée. Pourtant, ces traitements moteurs et visuo-constructifs sont largement dépendants de la capacité de l’individu à percevoir les informations visuelles telles que les propriétés de taille, de forme et de dimension des objets (Chaix & Albaret, 2014).
LES PROCESSUS VISUO-PERCEPTIFS CHEZ L’ENFANT Les représentations chez l’enfant
Les modèles adultes de reconnaissance visuelle des objets ne sont pas directement applicables aux enfants car les enfants et les adultes diffèrent largement sur le plan clinique. Il est donc important de développer des modèles cognitifs spécifiques aux enfants. En effet, les lésions et les troubles étant acquis chez l’adulte, une différence significative est donc observable dans la phase post-lésionnelle par rapport au fonctionnement antérieur typique. Alors que chez l’enfant avec lésion congénitale ou trouble neuro-développemental, celui-ci n’a jamais fonctionné normalement. Il ne saurait donc pas se plaindre de difficultés ou de particularités car il n’a connu que ce type de fonctionnement depuis sa naissance. De plus, le tableau clinique chez l’enfant est plus complexe en raison de l’existence de nombreuses intrications : le moment, la localisation et l’étendue exactes de la lésion, les phénomènes de plasticité et d’adaptation cérébrales propres à chaque enfant, la présence de troubles intellectuels et cognitifs associés, les stimulations de l’environnement familial et éducatif, et enfin les acquisitions en cours au niveau cognitif et scolaire (Chokron & Demonet, 2010;
Mazeau & Pouhet, 2014).
Plusieurs auteurs ont donc tenté au cours de la dernière décennie de modéliser les processus visuo-perceptifs chez les enfants (Chaix & Albaret, 2014; Chokron, Demonet, et al., 2010; Mazeau & Pouhet, 2014; Zuidhoeck, 2015). Néanmoins, ces auteurs utilisent une terminologie très différente et n’incluent pas tous les mêmes niveaux de traitement au sein de ces processus visuo-perceptifs.
Chokron (2010) distingue quatre étapes au sein de la cognition visuelle, partant de la sélection des informations visuelles à l’adéquation des gestes grâce à la vision. Elle intègre la cognition visuelle au sein des processus neurovisuels qui incluent également l’intégrité des champs visuels et l’oculomotricité. En premier lieu, la détection, l’exploration et l’attention visuelles représentent un pré-requis nécessaire aux traitements visuels ultérieurs car elles permettent le déplacement attentionnel dans l’environnement, la sélection des informations pertinentes et la fixation de l’attention sur ces informations afin de réaliser une analyse visuelle fine (Dutton, 2015). En second lieu, l’organisation et la représentation de l’espace permettent une reconstruction fidèle de la position des éléments les uns par rapport aux autres. Elles constituent une étape intermédiaire qui influence les processus d’identification et de réalisation des actes moteurs. En troisième lieu, la reconnaissance visuelle permettant l’identification du stimulus comprend les processus de catégorisation perceptive et sémantique, tels que définis dans la conception d’Humphreys et Riddoch (1987b). Enfin, la coordination visuo-motrice permet à l’individu d’ajuster son action à ce qu’il voit et perçoit en fonction des modifications continuelles de l’environnement (Dutton, 2015).
Cette conceptualisation (Chokron, 2015; Chokron et al., 2010) propose donc une première articulation des traitements visuo-perceptifs, visuo-spatiaux et visuo-moteurs.
Elle reflète clairement la distinction, largement reconnue dans la littérature, entre les traitements visuo-spatiaux (localisation des points dans l’espace, orientation topographique, analyse des directions et des distances), dépendant de la voie dorsale (occipito-pariétale) et les processus de reconnaissance, pris en charge par la voie ventrale (occipito-temporale). Toutefois, les processus moteurs se limitent à la coordination visuo-motrice.
À cet égard, Chaix et Albaret (2014) proposent une modélisation dissociant les processus purement perceptifs des traitements ayant une implication motrice. Les processus perceptifs englobent les traitements visuo-perceptifs et les traitements visuo- spatiaux. Les traitements moteurs comprennent les traitements visuo-moteurs, c’est-à- dire les activités motrices qui reposent sur des rétroactions visuelles et les traitements visuo-constructifs par lesquels les éléments visuels sont intégrés en un tout cohérent au travers d’une réponse motrice. Dutton (2015) parle quant à lui de guidance visuelle du mouvement pour désigner les processus qui ajustent les mouvements du corps (membres inférieurs et supérieurs) aux informations en provenance des voies visuelles.
Les processus neurovisuels tels que définis par Chokron (2010) sont évidemment influencés par une série de facteurs généraux non spécifiques qui affectent les capacités attentionnelles déployées. Ces influences ont été prises en compte dans le modèle hiérarchique de la perception visuelle et du comportement de Zuidhoek (2015). Ce modèle met l’accent sur l’impact de l’environnement et des facteurs psychologiques intrinsèques sur la mise en œuvre des processus attentionnels généraux. Les caractéristiques de l’environnement direct telles que la présence de distracteurs auditifs (bruits dans une autre pièce ou dans la rue, voix des parents) ou la présence de distracteurs visuels (configuration de la pièce, présence de jouets ou de dessins), considérées comme des facteurs extrinsèques, ont un impact important sur les capacités attentionnelles que l’enfant mobilise (Fisher, Godwin, & Seltman, 2014).
Les facteurs psychologiques intrinsèques de l’enfant ont également une influence prépondérante sur les processus exécutifs et attentionnels mis en œuvre. Les expériences antérieures de l’enfant avec une situation particulière vont avoir des répercussions significatives, positives ou négatives, sur les facteurs motivationnels et émotionnels. Même si ces facteurs peuvent également être influencés par des causes extérieures telles que la promesse d’une récompense ou d’une punition ou des événements indépendants de la situation actuelle. De plus, les besoins actuels de l’enfant tels que la faim, la soif, ou le besoin d’être réconforté par ses parents risquent également d’avoir un impact important sur les processus attentionnels mobilisés. Les processus attentionnels généraux ont donc pour objectif d’opérer la sélection des informations pertinentes entre les différentes modalités sensorielles sous le contrôle exécutif qui sélectionne la modalité sensorielle d’intérêt et inhibe les informations non pertinentes en fonction des buts actuels. Ces processus attentionnels généraux se répercutent à leur tour sur les processus attentionnels spécifiques à la modalité visuelle et sur les traitements visuels qui en découlent.
Au sein de la cognition visuelle, les étapes d’analyse et d’intégration des informations visuelles supposent, en effet, des capacités d’attention et d’exploration visuelles qui permettent de focaliser son attention sur des éléments spécifiques d’une scène visuelle en fonction des objectifs poursuivis (Lueck, 2015). Dans le modèle hiérarchique, les capacités attentionnelles spécifiques à la modalité visuelle reposent elles-mêmes sur des facteurs exogènes et endogènes qui vont tous deux déterminer ce qui est perçu en influençant la localisation et la taille du périmètre attentionnel. Les facteurs exogènes
correspondent à un système attentionnel bottom-up guidé par les stimuli visuels et basé sur la sélection et la modulation des informations sensorielles telles que la taille et le type d’objet ou de scène visuelle (mots, images, visages, environnement complexe).
Alors que les facteurs endogènes correspondent à un système attentionnel top-down guidé par les buts et les attentes de la personne et basé sur la sélection et la modulation des informations générées en interne telles que le contenu de la mémoire de travail ou la mémoire à long terme (par exemple, l’enfant va réaliser une analyse visuelle complètement différente en fonction de la consigne de l’exercice, dénommer l’image représentée ou trouver un élément spécifique au sein de cette image) (Chun, Golomb, & Turk-Browne, 2011; Zuidhoeck, 2015).
La figure 2 présente un essai d’intégration des différentes conceptions revues jusqu’à présent au sein d’un modèle unifié. Les processus neurovisuels comprennent les fonctions oculomotrices, l’intégrité du champ visuel et les traitements impliqués au sein de la cognition visuelle conformément à Chokron (2010, 2015). Ce modèle positionne les traitements impliqués dans la cognition visuelle et la guidance visuelle des mouvements au sein des fonctions visuelles supérieures (Lueck, 2015). Selon la conception de Zuidhoeck (2015), les processus attentionnels généraux et spécifiques à la modalité visuelle sont représentés en amont des processus perceptifs composés des deux voies de traitement, la voie ventrale de reconnaissance des objets (aussi appelée la voie du Quoi) et la voie dorsale de traitement des informations spatiales (aussi appelée la voie du Où).
Ces traitements qui font partie intégrante de la cognition visuelle forment les étapes préalables nécessaires à la guidance visuelle du mouvement (aussi nommée la voie du Comment) (Zuidhoeck, 2015). Au sein des traitements perceptifs, la reconnaissance des objets est divisée en processus perceptifs et processus associatifs, chacun étant à son tour subdivisé en plusieurs niveaux d’analyse, similaires à ceux présentés au sein du modèle d’Humphreys et Riddoch (1987b, 2006).
Ce cadre de référence sera utilisé tout au long de ce travail de thèse, de la création de la batterie de tests à l’analyse des différents niveaux de traitement visuo-perceptif.
Figure 2. Représentation des processus neurovisuels chez l’enfant
PROCESSUS NEUROVISUELS
CHAPITRE 2 LA PARALYSIE CÉRÉBRALE
L’objectif de ce chapitre est de présenter la paralysie cérébrale en partant de sa définition et de sa classification en termes de troubles moteurs, de capacités fonctionnelles, de lésions cérébrales et d’étiologies. Nous aborderons ensuite les différents troubles médicaux, perceptifs et cognitifs associés aux troubles moteurs dans la paralysie cérébrale. Enfin, nous décrirons plus précisément les troubles cognitifs et neuro-ophtalmologiques fréquemment mis en évidence dans cette pathologie.
DÉFINITIONS
La paralysie cérébrale est une pathologie neuro-développementale définie pour la première fois en 1861 par Little. En 1952, Tardieu a utilisé pour la première fois le terme « infirmité motrice cérébrale » (IMC) pour regrouper les enfants présentant une atteinte motrice lourde mais un maintien des capacités mentales et de communication, dans un contexte de lésions cérébrales néo- ou péri-natales. Quelques années plus tard, le terme « infirmité motrice d’origine cérébrale » (IMOC) a été introduit pour regrouper les enfants présentant une atteinte motrice associée à des troubles cognitifs et intellectuels empêchant une scolarisation traditionnelle. Néanmoins, à l’heure actuelle, il n’y a plus de séparation claire entre IMC et IMOC sur base du critère de la
préservation des compétences intellectuelles en raison des multiples troubles cognitifs qui peuvent être associés aux troubles moteurs primaires (Bérard, 2008). Le terme
« polyhandicap » regroupe, quant à lui, les enfants présentant une atteinte motrice, une déficience intellectuelle modérée à profonde et différents troubles associés entraînant une restriction extrême de l’autonomie et des possibilités de perception, d’expression et de relations (Bérard, 2008). La paralysie cérébrale est donc un terme générique qui englobe ces trois types d’atteinte, l’infirmité motrice cérébrale, l’infirmité motrice d’origine cérébrale et le polyhandicap.
Cette pathologie a une prévalence de 1 à 3/1000 naissances vivantes. Malgré les progrès de la médecine, de la compréhension des étiologies et de la prévention et une surveillance plus stricte des grossesses ces dernières décennies, cette prévalence ne diminue pas. La persistance et l’émergence de nouvelles conditions défavorables telles que l’augmentation du taux de survie des enfants grands prématurés et de petits poids de naissance grâce aux progrès médicaux en obstétrique et néonatologie, l’augmentation progressive de l’âge maternel et du nombre de grossesses multiples (augmentation des procréations médicalement assistées) pourraient expliquer la stabilité de cette prévalence. En effet, 1% des enfants nés entre 32 et 36 semaines d’âge gestationnel (AG), 9% des enfants nés avant 33 semaines AG et 10% des enfants nés avant 28 semaines AG souffrent de paralysie cérébrale (Ancel, 2004;
Cans, 2005; Croteau, Loranger, & Laporte, 2002; Larroque et al., 2008; O’Shea, 2008;
Tsutsui, Nagahama, & Mizutani, 1999; Wu, Croen, Shah, Newman, & Najjar, 2006).
La paralysie cérébrale est, depuis 2007 (Rosenbaum et al., 2007), définie par des troubles permanents du mouvement et de la posture résultant de lésions non progressives du cerveau en développement du fœtus ou du jeune enfant. Cette pathologie est non progressive dans le sens où la lésion ou la malformation sont non évolutives.
Néanmoins, le pattern des manifestations cliniques change avec l’âge en raison des multiples impacts de la pathologie sur les trajectoires développementales dans les domaines de la motricité, de la cognition, de l’efficience intellectuelle, de la psychologie et de la sociabilité (Morris, 2007; Rosenbaum et al., 2007; Straub & Obrzut, 2009). Par contre, la définition actuelle de la Paralysie Cérébrale ne détermine pas clairement la limite d’âge supérieure à laquelle la lésion cérébrale peut survenir, bien que l’usage
place cette limite à l’âge de deux ans. Elle ne détermine pas non plus le degré de sévérité minimum de l’atteinte motrice requis pour le diagnostic ni les syndromes et les encéphalopathies qui doivent être exclus de la PC (Morris, 2007).
Par ailleurs, parallèlement aux troubles du mouvement et de la posture, cette définition intègre l’existence d’un grand nombre de troubles associés (épilepsie, intellectuel, cognitif, médical, sensoriel, perceptif,…) de divers degrés de sévérité, allant de l’absence totale de trouble jusqu’à une atteinte sévère.
Les enfants avec PC forment donc un groupe extrêmement hétérogène à tout point de vue, tant au niveau des atteintes motrices et cognitives, que de l’étiologie ou de la présence et de la sévérité des troubles associés (Arents, Cans, & Marchal, 2013;
Rosenbaum et al., 2007; Straub & Obrzut, 2009). Ces enfants vont donc présenter des profils très variés de compétences et de déficits qu’il est indispensable de prendre en considération afin d’adapter au mieux les activités de la vie quotidienne, les apprentissages et les différentes prises en charge en fonction de leurs possibilités.
CLASSIFICATION
En raison de cette hétérogénéité considérable et dans le but d’optimiser le diagnostic et les prises en charge proposées aux enfants avec PC, sur base d’un profil clair et détaillé, Rosenbaum et al. (2007) ont proposé une classification de la paralysie cérébrale en quatre points principaux, (1) les troubles moteurs et leur distribution anatomique, (2) l’imagerie cérébrale, (3) l’étiologie et le moment présumé de la lésion, et enfin (4) les troubles associés.
Troubles moteurs
Nature et type de troubles
Les enfants avec PC sont habituellement classés en fonction du type de troubles du mouvement et de tonus musculaire qui prédomine le tableau clinique, la forme spastique, la forme dyskinétique et la forme ataxique. Néanmoins, un grand nombre d’enfants, groupés sous la typologie forme mixte, présentent un tableau clinique au sein duquel aucune forme ne prédomine (Kozeis et al., 2007; O’Shea, 2008;
Rosenbaum et al., 2007; Straub & Obrzut, 2009).
La spasticité, présente dans 75 à 85% des cas, est définie par l’augmentation des contractions musculaires perturbant les mouvements et les postures et par la modification des propriétés visco-élastiques du muscle en le rendant moins extensible, provoquant à long terme des raccourcissements des muscles et des tendons et des contractures articulaires. Ce déséquilibre musculaire chronique va donc entrainer dans la majorité des cas des complications orthopédiques pendant la croissance de l’enfant (Arents et al., 2013; Bérard, 2008; O’Shea, 2008; Wu et al., 2006).
La dyskinésie, présente dans 10 à 15% des cas, est divisée en deux formes, la dystonie et la choréo-athétose. La dystonie, causée par une atteinte des noyaux gris centraux, est définie par la présence de mouvements et de postures involontaires anormaux tels que des rotations, des flexions ou encore des extensions des différentes parties du corps consécutives à des contractions musculaires soutenues (augmentation du tonus musculaire). La choréo-athétose est causée par une atteinte de la substance grise centrale en lien avec la souffrance prolongée du nouveau-né à terme et est définie par la présence de chorée (mouvements involontaires, rapides et saccadés) et d’athétose (mouvements lents et constants). Ces mouvements involontaires, dont l’intensité varie avec le stress et les exigences motrices de la situation, parasitent la réalisation des mouvements volontaires mais disparaissent complètement pendant le sommeil. Ils sont fréquemment associés à des atteintes de la sphère bucco-faciale provoquant des troubles de la parole (dysarthrie), des troubles de l’alimentation et des troubles de la déglutition (Arents et al., 2013; O’Shea, 2008; Straub & Obrzut, 2009;
Wu et al., 2006).
L’ataxie, présente dans seulement 5% des cas, est causée par une atteinte cérébelleuse et définie comme une perte de la coordination musculaire provoquant des problèmes de marche, de motricité fine et d’équilibre en association avec une faiblesse du tonus musculaire et des tremblements. Les enfants avec ataxie présentent des mouvements dont la force, le rythme et la précision sont déficitaires (Arents et al., 2013; Bérard, 2008; O’Shea, 2008; Wu et al., 2006).
